主要观点总结
本文主要介绍了水利工程的重要性及其与岩土工程的关系,同时介绍了PKPM-CAE软件在水利工程中的应用。文章通过三个应用场景:边坡工程、重力坝和复杂水池,展示了有限元仿真分析在解决水利工程问题中的实际作用。文章还提供了关于有限元仿真在岩土及水利领域应用的直播课程信息。
关键观点总结
关键观点1: 水利工程的重要性及其与岩土工程的关系
水利工程是我国的重要民生工程,涉及多方面如水资源调配等,具有重大的民生、生产意义。这些工程大都与岩土工程直接相关,具有规模大、复杂多变等特点。
关键观点2: PKPM-CAE软件的应用介绍
PKPM-CAE软件是一款被广泛使用的通用仿真软件,具有完整的仿真模拟系统、数据兼容系统等功能,被广泛应用于建筑工程、水利工程等多个工程结构领域。
关键观点3: 有限元仿真在岩土及水利领域的应用场景
文章通过边坡工程、重力坝和复杂水池三个应用场景,展示了有限元仿真分析在解决水利工程问题中的实际作用。
关键观点4: 直播课程信息
文章提供了关于有限元仿真在岩土及水利领域应用的直播课程信息,包括课程内容、观看方式以及互动奖励等。
正文
水利工程是我国的重要民生工程,涉及到水资源调配、农田灌溉、抽水蓄能和水电能源工程等,而这些工程大都是国内重要的基础建设工程,具有重大的民生、生产意义,而这些工程都与岩土工程直接相关,具有
规模大、复杂多变、受力分析困难、材料多样性以及信息安全
等特点,为了解决在实际工程中水利工程、岩土工程中的问题,需要在工程设计、施工阶段通过大量的仿真分析规避潜在问题,因此,结合工程的复杂性,通常采用通用有限元软件进行仿真分析,其中PKPM-CAE软件是其中一款被广泛使用的通用仿真软件。
PKPM-CAE软件是中国建研院打造的具有完全自主知识产权的通用有限元软件,是国内建筑工程设计龙头软件PKPM的基础核心。
PKPM-CAE是基于通用有限元理论和云原生技术的云计算系统,拥有完整且自主可控的仿真模拟前后处理系统、数据兼容系统、任务调度系统、网格划分和强大的通用有限元计算内核。
其中通用有限元计算内核已经具备静力学分析、模态分析、屈曲分析、疲劳分析、极限承载力分析、隐式动力分析、显式动力分析、热力分析、热固耦合分析、流体分析、流固耦合分析等在结构场、热场、流体等多个物理场的分析功能,具有不限于杆、梁、壳、体、索、膜等三十多种单元类型以及固定支座、弹性支座、连接、多点约束、阻尼器等约束条件,涵盖了建筑工程、桥梁工程、隧道工程、岩土工程、核电工程、石化工程、岩土工程、水利工程等多个工程结构领域应用场景的功能要求,并被广泛应用。
某边坡工程,在放坡比为1:2的坡顶上堆置土石坝,并在放坡方向增加桩基础+筏板+挡土墙,挡土墙、筏板和桩采用C30混凝土,土石坝顶部平整,在实际施工时平整好地面后,先做桩基础和筏板,再施工挡土墙,最后施工土石坝,在仿真模拟过程中,假定各种材料均为各向同性,考虑岩土的非线性过程,采用摩尔库伦本构模型,仿真结果如下:
某水库重力坝,地处8度(0.2g)区,坝体长度300多米,坝高100米,采用C30混凝土,坝体底部有C15混凝土垫层和岩层,全长局部有镂空工作通道,取局部区域进行分析,底部竖向约束,周边水平约束。在PPPM-CAE中手动建模,全自动网格划分,再施加静水压力、规范谱和动力波等,模型和网格如下图所示:
在静水压力和自重作用下:
在垂直于坝体的水平规范谱作用下:
在地震波作用下的非线性动力时程分析:
某大型水利工程施工现场需要存储水等液体,根据现场情况,需要增加复杂水池,如下图示,其中单个圆形水池直径为16m,壁厚500mm,考虑水池墙体的边缘构件以及底板土弹簧的影响:
计算在静水压力的三角形荷载作用如下: